Минимальный и оптимальный угол наклона крыши — какой он?

Любой дом венчается крышей – одной из главных конструкций здания, защищающей его внутренние помещения от дождя и снега. Одним из главных критериев любой кровли является крутизна скатов. Так как плоская крыша распространена преимущественно только в многоэтажном жилом и промышленном строительстве, то этот вопрос особо актуален для владельцев частных домов и коттеджей.

От величины наклона крыши зависит количество кровельного материала, поэтому выбор угла наклона и его предварительные расчеты следует производить до начала покупки кровельного материала.

Рассмотрим, как определить угол наклона скатной крыши и его связь с проектированием всей кровельной конструкции.

От чего зависит крутизна крыши?

Угол наклона кровли прямым образом влияет на ее эксплуатационные характеристики. В строительстве выделяют 4 вида кровельных конструкций:

• Крутые с уклоном 45-60°;
• Скатные – 30-45°;
• Пологие – 10-30°;
• Плоские с уклоном менее 10°.

Определение данной величины зависит от ряда факторов:

• Воздействие ветра. Наибольшее давление ветер оказывает на крутые кровли, так как они имеют наибольшую парусность из-за своей большой площади поверхности. При обустройстве подобной конструкции важно особое внимание уделить прочности стропильной системы.

В районах с большой ветровой нагрузкой также опасно устраивать плоские и пологие кровли: при слабом креплении конструкции может произойти ее срыв. Таким образом, в районах с сильными ветрами рекомендованный угол ската крыши находится в диапазоне 25-30°.

• Снеговая нагрузка. В районах, где в холодное время года выпадает значительное количество снега, крутая кровля наоборот имеет преимущества. Снег на ней не накапливается. При меньшем угле снег будет дольше лежать на кровле, создавая дополнительную нагрузку на стропильную систему.

Не стоит обустраивать именно крутую крышу: некоторое количество снега, задержавшегося на кровле в зимний период, имеет полезное свойство удерживать тепло. Однако важно рассчитать нагрузку, оказываемую снежной шапкой на конструкцию, чтобы не допустить ее обрушения.

• Кровельный материал. Каждый тип кровли имеет свои ограничения по углу наклона скатов. Если планируется использовать какой-то определенный кровельный материал, то важно еще на этапе проектирования соотнести желаемый наклон кровли с его техническими характеристиками.
• Размер мансарды. Угол крыши прямым образом влияет на размер комнаты под ней. Чем круче крыша и выше конек – тем просторнее мансарда и наоборот. Планируя комнату под кровлей нельзя забывать о рисках, неизбежно связанных с крутой конструкцией, и ее дороговизной по сравнению с возведением более пологих кровель. На помощь в данной ситуации может прийти ломаный тип, который позволяет сохранить максимальный объем для обустройства комнаты, сэкономив на высоте конька.

Минимальный угол наклона

Такое понятие, как минимальный угол наклона крыши, находится во взаимосвязи с используемым кровельным материалом. Все кровли снабжены техническими характеристиками, в которых, помимо прочего, четко указаны пределы скатности для использования. Нарушать эти правила нельзя, так как в этом случае кровельный материал не сохранит своих изначальных функций и преимуществ.

Рассмотрим основные кровельные покрытия и минимальные углы для них:

• Штучные кровельные материалы (шифер, черепица) укладываются на кровли с уклоном от 22°. Такой показатель связан с тем, что в этом случае на стыках кровельных элементов не скапливается вода и, соответственно, не может просочиться под них;
• В работе с рулонными материалами типа рубероид важно заранее определить с числом слоев. Если планируется настелить 2 слоя, то угол кровли должен быть не менее 15°, при укладке 3 слоев эта величина может быть снижена до 2-5°;
• Профнастил монтируется при уклоне от 12°. Меньшее значение потребует обработку всех стыков герметиком;
• Металлочерепица стелется при значении от 14°;
• Ондулин – от 6°;
• Мягкая черепица может быть настелена на кровлю уклона 11° при наличии сплошной обрешетки;
• Мембранные кровельные материалы – единственные, минимальный порог для которых не обозначен. Они с успехом могут применяться на плоских крышах.

Следование вышеизложенным правилам чрезвычайно важно, так как даже незначительное их нарушение обернется разрушением кровли и, возможно, повреждением стропильной системы.

Расчет угла наклона

Кроме минимального угла, есть такое понятие, как оптимальный угол наклона. При нем крыша подвергается минимальным возможным нагрузкам со стороны ветра, снега и т. д. Приведем примеры подобных оптимальных значений:

• В областях с частыми осадками в виде дождя и снега оптимально строить кровлю крутизной 45-60°, так как она быстрее избавляется от осадков, что минимизирует нагрузку на стропильную систему;
• Если крыша возводится в ветреном регионе, то хорошо будет разместить угол ее наклона в промежуток 9-20°. Она не будет играть роль паруса, ловя пролетающий ветер, но и не опрокинется его резкими порывами;
• В областях, где и ветер, и снег бывают регулярно, обращаются к средним значениям в 20-45°. Этот диапазон можно назвать универсальным для скатных конструкций.

Самостоятельное вычисление угла скатов сводится к несложному геометрическому процессу, в основе которого лежит треугольник. Его катеты – высота конька и половина ширины дома, гипотенуза – один из скатов. А угол между гипотенузой и катетом – искомая величина крутизны.

Угол кровли находится в прямой связи с высотой конька. Возможно два варианта расчета этих величин:

• Известна высота крыши. Если возникает желание обустроить под кровлей просторную жилую комнату с приемлемой высотой потолка, то высота конька может быть определена заранее. Имея известные два катета, несложно узнать величину искомого угла.

 

Примем следующие обозначения:

• H – высота конька;
• L – ширина половины дома;
• α – искомый угол.

Находим тангенс нужного угла по формуле:

tg α = H / L

Величину угла по полученному значению узнаем из специализированной таблицы тангенсов.

• Заранее определен угол наклона. При желании использовать определенный кровельный материал или в связи с погодными условиями в регионе уклон кровли может быть определен заранее. По его значению можно определить высоту конька дома и проверить – возможно ли создание под этой кровлей жилой комнаты. Для обустройства помещения высота конька должна быть не менее 2,5 м.

Оставляем условные обозначения из предыдущего примера и подставляем известные величины в следующее уравнение:

H = L * tg α

Таким образом, процесс вычисления угла наклона значительно проще и быстрее, чем анализ всех совокупностей для определения его оптимального значения для конкретного региона и здания.

Далее рассмотрим детально для односкатной крыши

В связи с тем, что односкатная крыша опирается на стены, имеющие разную высоту, то расчет заданного угла наклона производят, просто поднимая одну из стен дома.

Проводим вдоль стены перпендикуляр L сд (длина стены дома), берущий свое начало в точке, где оканчивается короткая стена и опирающийся на стену, имеющую максимальную длину.

 

 

Для того, чтобы рассчитать длину стороны L bc, следует воспользоваться тригонометрической формулой.

Если длина стены дома L сд равняется 10 метрам, то, чтобы получить угол наклона 45 градусов, длина стены L bc должна ровняться 14.08 метра.

Заключение

В проектировании кровли нахождение оптимального угла наклона имеет важное значение. Данный параметр зависит от верной оценки погодных условий, выбора кровельного материала, желания создать жилое помещение. Его верное определение — залог долгой и успешной службы крыши в любых погодных условиях.

stroicod.ru

Стены в мансардной крыше: как правильно рассчитать высоту

Наличие в частном доме мансардного этажа позволяет наиболее полно использовать его полезную площадь

 

Современные жители мегаполисов стремятся стать владельцами частных или загородных домов. Такая покупка позволит им в полной мере отдохнуть от городской суеты. Независимо от того, какого размера является дом, всегда есть возможность увеличить полезную площадь. Сделать это можно с помощью мансардной крыши, под которой будет находиться жилое пространство.

Обустройство мансардного этажа

Использование чердачного пространства в роли жилого помещения – отличная идея рационализации площади в доме. Есть важный момент: для того, чтобы проживая под крышей, вас не покидало ощущение уюта и комфорта, важно обустроить пространство по всем правилам. Особенно важно, составляя проект здания, в котором есть мансардный этаж, правильно рассчитать высоту стен. Этот параметр влияет не только на габариты полезной площади, но и определяет внешний дизайн дома. Строительство мансарды – важный и трудоемкий процесс, в нем важна каждая деталь. Работа может выполняться своими руками, для этого необходимо овладеть азами строительного дела.

Схематический проект дома с мансардой

 

Преимущества мансард

Мансарда – помещение французского происхождения, именованное в честь ее создателя Франсуа Мансара. В давние времена в таком помещении проживали люди небогатые или представители богемы. В современном мире проект дома с мансардой выберут люди рациональные и экономные. Дополнительное жилое пространство в доме – это всегда выгодно, поэтому мансардный этаж обладает массой достоинств:

• Возможность надстроить мансардный этаж в том случае, если дом уже эксплуатируется. Для этого совершенно необязательно домочадцам выселяться.
• При условии правильного пошагового обустройства кровли, мансардный этаж позволяет сократить теплопотери не только в подкровельном пространстве, но и во всем доме.
• Экономия затрат на возведение, в сравнении с полноценным этажом. Формула следующая: чем больше будет площадь каркасных стан с использованием стропильного каркаса, тем больше получиться сэкономить.
• Внешний дизайн дома, где есть мансардный этаж, всегда привлекает внимание, выглядит стильно и оригинально на фоне типовых построек. Архитектурная привлекательность создается при помощи множества приемов и необычной формы кровли.

Современный двухэтажный дом с мансардой

 

За счет геометрических особенностей мансардный этаж дает массу возможностей для интересного и функционального дизайна. Можно обустроить детскую, спальню, кабинет или гостиную в любой интерьерной стилистике. Зная о преимуществах, нельзя не сказать и о некоторых недостатках, которые имеет такой этаж. Обустройство крыши мансардного этажа требует определенных усилий. Качество гидроизоляции, утепления и работа вентиляционной системы обуславливают комфорт проживания. За счет архитектурных особенностей и формы кровли площадь мансардного этажа, как правило, меньше полноценного этажа в доме. Все дело в том, что стены мансарды – это и есть скаты кровли. Чтобы пространство было более функциональным и удобным для проживания, есть несколько строительных секретов.

Определение высоты стен

Все мероприятия по возведению мансардного этажа регулируются СНиП. Именно высота стен считается одним из важнейших параметров, которые влияют на полезную площадь.

Важно!

От того, какая величина высоты стен в мансардном помещении и зависит определение типа подкровельного пространства.

Согласно нормам и требованиям СНиП правила следующие:

1. Если высота вертикальных стен превышает 1,5 метра, мансарду можно считать полноценным этажом. На расстоянии 0,5 м стен можно беспрепятственно перемещаться, не боясь задеть потолок головой. В том случае, если высота стен более 2 м, тогда по комфортабельности мансарда не уступит типовой комнате.
2. Стандартный мансардный этаж быть двух типов, одноуровневой или двухуровневой. Ее получают за счет сооружения аттиковой стены, минимальная высота которой не менее 0,8 м, максимум – 1,5 м.
3. Если вертикальные стены в мансардах отсутствуют, а высота получившихся стен не достигает отметки 0,8 м, такие помещения называют полумансардными.

Проектирование высоты стен для мансарды

 

На этапах проектировки мансарды следует подробно изучить актуальную редакцию нормативов СНиП. Например, уровень перегородки в мансарде, при условии наклона скатов крыши в 30 градусов, должен равняться или превышать 1,2 м. При обустройстве мансардного этажа необходимо следовать советам специалистов. Это поможет сделать пространство не только уютным и комфортным, но еще и функциональным. Выбирая назначение для комнаты, нужно помнить, что более узкая и малогабаритная мансарда подойдет для спальни, а просторное помещение с высокими потолками идеально для гостиной или детской комнаты. Если подкровельное пространство предназначено для спальни, то нужно знать, что:

• высота от потолка до пола составит не меньше 2,2 м;
• высота от предполагаемого расположения кровати – не менее 1,4 метра.

Соблюдение установленных нормативов позволит создать максимально комфортные условия для времяпровождения в спальне, ходить, не прогибаясь и сидеть свободно.

Высота стен мансардного этажа

 

Сооружение аттиковых стен

Чтобы в комнатах под крышей красиво и комфортно, необходимо возводить аттиковые стены. Для чего это необходимо?

Важно!

Сооружение аттиковых стен требуется для увеличения и рационализации подкровельного пространства. От параметра высоты стен зависит высота мансарды и масштабы полезной площади.

Аттиковая стена располагается на венце перекрытия этажей относительно наружных стен строения. Именно на нее приходится вся нагрузка от кровельной конструкции. Возведение таких стен может выполняться не только профессионалами в строительной сфере, но и новичками. Главная задача – соблюдать определенные правила:

1. Конструкция стен выполняется так, чтобы можно было равномерно перенести нагрузку от крыши на основные стены перекрытий здания.
2. В тех случаях, когда здание возводиться по типовым технологиям, обустраивается коленчатая стена. Она должна дополнительно укрепляться венцом и железобетонными столбами. Если стена изготовлена из дерева, ее нужно обшить плитами OSB или влагостойкой фанерой, защищая от воздействия атмосферных осадков.
3. Толщина аттиковых стен должна быть не меньше, чем ее высота, поделенная пополам. Усилить жесткость таких стен можно за счет поперечных стен.
4. Если высота стены превышает 70 сантиметров, тогда конструкция требует дополнительного усиления. Это поможет избежать появления трещин в полости в период эксплуатации. В роли усилителя можно использовать арматурные конструкции.
5. Наибольшая нагрузка на аттиковые стены приходиться на их углы. Поэтому в этих местах стена должна также укрепляться четырьмя арматурными стержнями, связанными между собой хомутами.

Высота аттиковой стены

 

Выбирая строительный проект с возведение мансардного этажа, многие задаются вопросом, можно ли обойтись без аттиковой стены? Несомненно, мероприятия по ее возведению и усилению – дело затратное и трудоемкое. Но, отказываясь от аттиковой стены в мансарде, вы отказываетесь от части полезной площади. По мнению специалистов, отказаться от аттиковых стен можно в тех помещениях, где предусмотрена специальная стропильная конструкция, угол наклона скатов достаточно крутой или дом имеет достаточную ширину. В том случае, если аттиковая стена отсутствует, кровельная конструкция опирается непосредственно на мауэрлат – опорный элемент стропильной системы.

Важно!

Чем меньше стыков и длиннее брусья для мауэрлата, тем крепче вся конструкция. В углах мауэрлат нужно усилить специальными скобами.

Такая конструкция требует создания стен внутри мансарды, так как они не являются несущими, их именуют фальшивыми. Для их создания можно использовать листы гипсокартона или влагостойкой фанеры, OSB плиты или массив древесины. Для повышения эксплуатационных свойств стену рекомендуется утеплить.

Стройка каркасного дома с мансардой с устройством аттиковой стены

 

Расчет площади мансардного этажа

Чтобы правильно рассчитать площадь мансардного этажа, потребуется несколько параметров, одним из важнейших является высота этажа по отношению к крыше. Также важен угол наклона скатов. Согласно нормам СНиП высота жилого помещения не может быть менее 2,5 м. Расчеты должны отражать измерение реальной пощади мансарды по отношению к полезной площади. В соответствии с требованиями, базовые нормы следующие:

• Если наклон в 30 градусов, уровень узкой части наклона составляет 1,5 метров.
• Если уклон 45 градусов, тогда параметр узкой 1,1 метр.
• Если уклон 60 градусов или больше, габариты узкой части от 0,5 метров.

Рассчитывая площадь конструкций необходимо использовать коэффициент понижения, который равен 0,7. Для удобства расчетов и получения максимально точных данных сегодня существует множество специализированных сервисов и компьютерных программ. Риск ошибочного ручного расчета человеком с отсутствием профессионального опыта значительно выше, нежели использование программ.

Зависимость площади мансарды от угла наклона крыши

 

Мансарда и форма крыши

Выбор типа кровли имеет влияние на количество полученных драгоценных метров в мансарде. Каждый из типов имеет индивидуальные конструкционные особенности:

1. Односкатный тип кровли – наипростейшая форма. Она опирается на стены дома, которые находятся на разных уровнях. Следует сказать, что в проектах с мансардой такой крыше редко отдается предпочтение. Особенности формы не дают возможности создать просторное подкровельное пространство.
2. Двускатная форма. Такой крыше отдается наибольшее предпочтение. Ее конструкция состоит из двух разнонаправленных скатов и двух торцевых (щипцовых) стен. Она проста в монтаже и дает возможность создания просторного жилого пространства.

Совет!

При проектировании двускатной кровли ширина дома должна быть не менее 5 метров, а расположение стропил под углом 45 градусов.

3. Ломаный тип кровли. Сложное устройство дает большие возможности для мансардного этажа в деревянном доме или на даче. Такой тип крыши неизменно оригинальный и стильный внешне, но есть и минус: слабая сопротивляемость ветровым нагрузкам.
4. Вальмовый тип кровли – наиболее прочная и ветроустойчивая конструкция. Под такой крышей можно создать просторное и светлое помещение, если встроить в плоскость скатов мансардные окна.

Формы скатных кровель с мансардой

 

Кроме стандартных конструкций в современном строительстве часто используются проекты с купольной или конической крышей. Их технология возведения более сложная, нежели работа с типовыми конструкциями, но внешний дизайн и широкие возможности создания просторного подкровельного пространства выше всяких похвал.

Эксклюзивный дизайн арочного дома с мансардой

 

Работа по возведению мансардного этажа – процесс трудозатратный и требует значительных капиталовложений. Правильный расчет высоты стен мансардного этажа и разумное вычисление площади обуславливают надежность и долговечность всей конструкции. Все усилия будут вознаграждены дополнительным жилым пространством и возможностью создания интересных дизайн проектов.

Мансардный или полноценный этаж. Часть 1

 

Мансардный или полноценный этаж. Часть 2

lestnitsygid.ru

проект, расчет денежных средств, идеи дизайна и фото

Многие частные домовладения становятся куда более привлекательными, если в проект добавить двухскатную крышу с мансардой. Это неплохая идея использования свободного пространства под крышей. Вы получите не только дизайнерскую и архитектурную привлекательность дома, но и дополнительные комнаты для проживания. Но составление проекта таит и много проблем – например, нужно правильно произвести расчет кровли и выбрать удобное устройство. Именно о том, как сделать мансарду с двухскатной крышей, мы и расскажем в нашей статье. Но немного затронем и ломаную конструкцию, так как она является одной из распространенных.

Особенности крыши с мансардой

Мансарда – это такое сооружение, в котором проживают люди. Назначение ее, прямо скажем, специфическое. Поэтому и крыша будет обладать такими особенностями:

1. Форма кровельной системы будет особая, она сильно отличается от «классической».
2. В крыше приходится делать большое количество окон.
3. Обустраивается полноценный теплоизоляционный слой, который позволяет обеспечить комфортное проживание людей внутри.
4. Обязательно придется прокладывать внутренние коммуникации в мансардном этаже.

В статье мы приведем проекты домов с двухскатной крышей и мансардой, которые чаще всего используют люди при строительстве. Но всегда нужно помнить, что, кроме типовых проектов, существуют индивидуальные – их всегда можно заказать у архитектора, но придется заплатить определенную сумму.

Конструкция стропильной системы крыши

Самый важный элемент мансарды – это стропильная конструкция. Если вы правильно ее сделаете, то сможете не только верно реализовать обустройство мансарды, но и обеспечите нормальную эксплуатацию всего дома. Если ориентироваться на практику, обустроить мансардный этаж можно в любом варианте кровли. В статье мы привели фото домов с двухскатной крышей с мансардой. Также вы можете увидеть ломаную конструкцию кровли и увидеть различия двух систем.

В зависимости от того, какой проект здания, можно использовать даже односкатную конструкцию кровли. Допускается также применение вальмовых или многощитовых крыш. Другими словами, все зависит от ваших возможностей, желания и проекта. Стоит все же отметить, что конструкция ломаной стропильной системы обладает рядом преимуществ – она позволяет увеличить свободное пространство под крышей за счет того, что изменяется угол наклона.

Такой вариант будет почти идеальным, если только не учитывать большие расходы на строительство. Увеличивается, причем существенно, расход материалов. Но и нельзя не упомянуть о том, что технически исполнить такую кровлю сложнее, нежели простую двускатную. В ее конструкции имеются такие элементы:

1. Коньковые и боковые стропила.
2. Обрешетка коньковых и боковых стропил.
3. Подкосы.
4. Стойки.

Стропила бывают висячие и наклонные. Последние используются в том случае, если в проекте присутствуют промежуточные несущие стены. Другими словами, одна из сторон стропил должна упираться в мауэрлат по наружной, а вторая по внутренней стене. Что касается висячих стропил, то у них есть два яруса – нижний (боковые) и верхний (коньковые). Для того чтобы придать жесткость конструкции, устанавливают стойки и перемычки.

С чего начинать строительство мансардной крыши?

Сразу нужно отметить, что расчет мансарды под двухскатной крышей – это первый шаг, который обязательно нужно выполнить перед началом работ. Обычно строительство мансарды входит в общий план работ. Но иногда домовладельцы меняют кровлю и на этом этапе они понимают, что хотят от жилища чего-то большего.

Например, увеличения пространства для проживания. Для того чтобы правильно организовать строительные работы, нужно разработать чертеж и план. И впоследствии нужно четко следовать этим документам. Начнем с самого начала – с расчета мансарды.

Как рассчитать параметры мансардного этажа

Необходимо придерживаться определенной последовательности при расчете двухскатной стропильной крыши с мансардой. Правила проведения следующие:

1. На первом шаге вам нужно выбрать схему стропильной конструкции.
2. Теперь понадобится рассчитать параметры мансардной комнаты.
3. Проводите расчет количества материалов и предельно допустимых нагрузок.
4. Составляете подробный план проведения строительных работ.

Обязательно нужно ко всем расчетам подходить предельно внимательно, чтобы все показатели были вычислены правильно. В противном случае может нарушиться целостность конструкции при эксплуатации.

Как правильно рассчитать показатели

При расчете плана мансарды и воплощением его в жизнь важное место занимает то, насколько правильно были найдены все показатели. Сначала нужно найти значение площади мансардного этажа. Обратите внимание на то, какие размеры у него являются наиболее оптимальными:

1. Высота этажа – 2 м.
2. Оптимальная ширина – 3 м.

Если вы сделаете мансардную комнату с такими размерами или больше, вы обеспечите комфортное проживание в ней. Обязательно нужно определить и глухую площадь этажа. В статье приведено фото мансарды двухскатной крыши и ломаной. У них имеются отличия, в частности, в полезной площади этажа.

Основное правило при расчете полезной площади заключается в том, что нужно учитывать расстояние от изгиба потолка до поверхности пола. Рекомендуется придерживаться значения в 0,9 м или больше. Остальную площадь мансардного этажа можно считать глухой, ее использовать для проживания попросту нерационально.

Чтобы выполнить расчет площади кровли, нужно сложить соответствующие величины отдельных элементов. Другими словами, если мансарда под двухскатной крышей, то нужно сложить площади двух скатов. Если же конструкция ломаная и симметричная, то нужно сложить площади конькового и бокового скатов, после чего умножить на 2. На фото мансарды с двухскатной крышей видно, какие имеются отличия от ломаной конструкции.

А теперь давайте поговорим о том, как произвести расчет параметров стропильной системы:

1. Высчитываете углы наклона боковых и коньковых стропил.
2. Рассчитываете количество материала, который необходим для изготовления стропильной системы (коньковой и боковых частей).
3. Определяете параметры обрешетки.
4. Считаете, какое количество материала нужно потратить для изготовления обрешетки.
5. Сводите все данные и составляете полный список материалов.

И на последнем шаге придется посчитать затраты на материалы. Все зависит напрямую от размеров конструкции и варианта исполнения. Также нужно учесть затраты на изготовление – если вы будете нанимать работников, то приготовьтесь отдать еще как минимум 75% от стоимости материала.

Углы наклона стропил

При составлении проекта мансарды с двухскатной крышей нужно учесть угол наклона боковых элементов. Конечно, все зависит от конкретного дома и значение может быть любым. Например, при проведении расчетов угла наклона боковых стропил ломаной крыши нужно принимать минимальное его значение в 60 градусов. При расчете следует опираться на следующие способы:

1. Наиболее простым и надежным является геометрический. При проведении расчетов достаточно использовать теорему Пифагора.
2. Можно использовать справочники для определения угла наклона.
3. Методика, основанная на геометрических построениях. При этом строится план в масштабе, затем вычисляются все нужные параметры.
4. Можно использовать строительные калькуляторы, которые предлагают фирмы, занимающиеся монтажом кровли.

Если решите ставить ломаную кровлю, то необходимо придерживаться угла наклона коньковых стропил в 30 градусов. Это наиболее оптимальное значение. При изготовлении мансарды с двухскатной крышей своими руками это значение не учитывается. О параметрах двускатной конструкции мы поговорим далее.

Как вычислить площадь крыши

Для того чтобы приобрести кровельный материал, утеплитель, обрешетку, панели для отделки, нужно произвести правильны расчет площади крыши. Для удобства нужно разбивать всю поверхность на простые составляющие. Так, в случае с двускатной крышей необходимо разбить ее на два одинаковых элемента. Чтобы вычислить площадь одного, нужно длину умножить на ширину. Полученное значение умножаете на 2 и получаете общую площадь поверхности.

Но это для случая, когда делаете двускатную крышу на доме с мансардой. Если же вы решите делать ломаную кровлю, то придется разбивать всю поверхность на 4 участка. Чтобы вычислить площадь одного ската, нужно сложить соответствующие параметры боковой и коньковой частей. Суммарное значение площади можно получить, умножив этот результат на 2.

Вычисление площади мансардной комнаты

Параметры мансардного этажа определяются тем, какая площадь у помещения на нем. Для того чтобы вычислить площадь, нужно определить линию стен. Чтобы произвести расчет площади, нужно длину комнаты умножить на ее ширину. В случае если стенки мансардной комнаты проходят по линиям стоек, то нужно прибегнуть к иному способу вычисления. Необходимо умножить длину на расстояние между противолежащими стойками.

Если же комната имеет сложную форму, то нужно разделить ее на более простые участки (треугольники, квадраты, прямоугольники) и вычислить сначала их площади. Затем все полученные значения нужно просуммировать.

Как вычислить массу кровельного материала

Конечно, точность расчетов достаточно низкая, но примерную массу можно все же вычислить. Эти данные вам пригодятся при расчете максимальной нагрузки и выборе материала для стропильной системы. Так, 1 кв. м имеет такую массу:

1. Мягкие виды черепицы – от 9 до 15 кг.
2. Шифер – от 11 до 13 кг.
3. Металлочерепица – от 5 до 6 кг.
4. Черепица из керамики – от 50 до 60 кг.
5. Жесть оцинкованная – от 3 до 6,5 кг.

Сколько нужно изоляционного материала

При утеплении мансарды двухскатной крыши можно использовать как рулонные, так и плитные материалы. Применять насыпные (например, керамзит) не стоит. Мы остановимся на рулонных материалах, так как они наиболее удобны в работе. Когда проводите расчет, нужно учитывать нахлест в 10 см. Стандартные размеры рулонных утеплителей: в длину — 10-15 м, в ширину — 1 м.

Обязательно перед покупкой нужно узнать, какие размеры у материала на самом деле. В зависимости от того, какой производитель, размеры могут отличаться. Ведь технические условия изготовления различны у всех производителей. Зная размеры рулона, можно посчитать его площадь. Чтобы найти количество рулонов, нужно площадь кровли разделить на аналогичную величину утеплительного материала. Но необходим запас – не забывайте про нахлест.

Как посчитать нагрузку на стропила

Необходимо принимать среднее значение нагрузки – около 200 кг на каждый погонный метр. Если сделать стропила с учетом этой нагрузки, ваша кровля сможет выдержать воздействие ветра и снега. При проведении расчетов рекомендуется использовать справочные данные и таблицы с коэффициентами снеговой и ветровой нагрузок. Например, в различных регионах нашей страны нагрузка, создаваемая снегом (максимальная), может быть 220 кг или немного больше. 220 кг – это среднее значение для всех регионов РФ.

При проведении расчетов конкретной конструкции нужно учесть поправочные коэффициенты, которые зависят от того, какой угол наклона у кровли:

1. Более 60 градусов – коэффициент не нужно учитывать.
2. 25-60 градусов – коэффициент 1,25.
3. Менее 25 градусов – коэффициент 1.

Следовательно, при проведении расчетов нагрузки, создаваемой слоем снега нужно учитывать как среднее значение (220 кг), так и поправочные коэффициенты. Так, если угол коньковой части 30 градусов, то нужно 220 умножить на коэффициент 1,25. Получится 275 кг на каждый квадратный метр.

При расчете длины и ширины крыши нужно использовать простейшие математические формулы. Чтобы проводить расчеты было проще, всю конструкцию разделяете на простые составляющие.

Длины стропил

В устройстве двухскатной крыши с мансардой имеются стропила. Они расположены непосредственно на стенах дома. Обязательно нужно делать вынос за пределы стен порядка полуметра. Посмотрите пример конструкции двускатной крыши с мансардой.

На картинке заливкой выделено мансардное помещение. Н – это высота от поверхности пола комнаты до конька, L – длина стропильной ноги. Вынос за пределы внешних стен – 0,5 м. Чтобы найти L, нужно воспользоваться теоремой Пифагора (треугольник-то у вас прямоугольный получиться должен). Но потребуется знать длину двух катетов – эти данные есть в проекте. В статье также приведены фото внутренней мансарды. Проекты с двухскатной крышей являются наиболее привлекательными, так как они проще в изготовлении. Например, у вас высота 3 м, а второй катет равен тоже 3 м. Формула для вычисления такая:

L²=H²+A²

L=(H²+A²)^1/2

L=(9+9)^1/2

L=4,24 (м).

Несколько иначе проводится расчет ломаной конструкции. Происходит это ввиду того, что форма у стропил несколько отличается. В системе также присутствуют коньковые стропила.

Сколько нужно стропил?

При расчете количества стропил нужно учитывать, какие линейные размеры у дома, а также какая площадь кровли. Обязательно стропила устанавливаются на одинаковом расстоянии. Стандартные стропила из древесины сечением 50 х 100 мм монтируются на расстоянии 70-80 см. При условии, что длина ноги свыше 6 м. Если же длина ноги стропил 3-6 м, то нужно ставить их на расстоянии 1,2 м.

При расчете ломаных и двускатных крыш нужно придерживаться следующих параметров – сечение как у боковых, так и у коньковых элементов должно быть от 50 х 100 мм. При проведении расчетов нужно брать средний показатель плотности дерева при относительной влажности 18%. Это 500 кг на 1 куб. м.

Обрешетка

Но не все еще учтено, перед тем как сделать мансарду с двухскатной крышей, нужно рассчитать количество материала для обрешетки. Учтите такие данные:

1. Для мягкого типа кровельного материала можно делать обрешетку из OSB-плит или фанеры.
2. Если используются полужесткие материалы, то лучше всего монтировать уплотненную или разреженную обрешетку.
3. Если кровельный материал жесткий (например, шифер), нужно делать разреженную обрешетку.
4. Для полужесткого крупноразмерного материала нужно делать сплошную обрешетку.

Для того чтобы найти число рядов, нужно использовать такие рекомендации:

1. Для кровли с маленьким уклоном (менее 12 градусов) нужно делать обрешетку сплошного типа.
2. При уклоне менее 60 градусов обрешетку нужно укладывать с шагом 0,2-0,23 м.
3. Если уклон более 60 градусов, то обрешетка монтируется с шагом 0,6 м.

Обычно обустраивают обрешетку из обрезных досок шириной 0,2 м. Укладывают их на расстоянии 0,2-0,3 м друг от друга.

Сколько нужно рядов обрешетки?

Итак, допустим, вы решите для изготовления обрешетки использовать обрезную доску 200 х 20 мм, а расстояние между соседними рядами выбрали 200 мм. Следовательно, на одном метре нужно уложить три ряда обрешетки. Но если увеличить расстояние между соседними рядами (например, сделать 300 мм)? На одном метре уместится всего два ряда. Если проводите расчет ломаной системы, то нужно будет добавить еще два ряда – карнизный и коньковый.

Расстояние между рядами нужно выдерживать одинаковое, чтобы прочность была максимальной. Ведь нужно учитывать тот факт, что вся система должна выдерживать как массу кровельного материала, так и воздействие снега, ветров. А самое главное – при одинаковом расстоянии между рядами обрешетки у вас получится максимально качественно смонтировать теплоизоляционный пирог.

Количество досок для изготовления обрешетки

Пиломатериалы используются стандартные, для изготовления обрешетки можно использовать как лиственные, так и хвойные породы. Стандартные пиломатериалы:

1. Из хвойных пород – длина 4,5 и 6 м.
2. Из лиственных пород – не больше 5 м.
3. Из хвойных пород для спецнужд – 9 м длиной.

Исходя из этого, можно сказать, что для дома 8 х 10 м на скат кровли длиной 10 м нужно две доски по 6 м. Обязательно нужно учитывать выступ не менее 20 см.

Но ведь все доски продаются обычно не штуками, а кубометрами. Чтобы найти объем, выполните такие действия:

1. Посчитайте число досок, необходимых для изготовления обрешетки.
2. Переведите все линейные размеры в метры для дальнейших расчетов.
3. Перемножьте число досок на все размеры одной.

Например, вам нужно 10 одинаковых досок размером 200 х 20 мм и длиной 6 м. 200 мм – это 0,2 м, 20 мм – это 0,02 м. Нужно найти произведение 0,02х0,2х6х10=0,24 (куб. м).

Суммарную массу древесины, из которой изготавливается обрешетка, тоже вычислить можно и это не составит труда. Так, при относительной влажности 18% кубометр имеет такую массу:

1. Ель обыкновенная – 450 кг.
2. Кедровая сосна – 440 кг.
3. Обыкновенная сосна – 510 кг.
4. Сибирская пихта – 380 кг.
5. Кавказская пихта – 440 кг.

Рекомендуется при расчете использовать среднее значение массы стропил и обрешетки – 500 кг на 1 куб. м. Следовательно, если на изготовление обрешетки нужно потратить 10 досок (из расчета выше), то их масса будет равна 0,24 х 500 = 120 кг. Это суммарная масса всей конструкции обрешетки.

Немного о дизайне и расчетах

При строительстве мансарды (проекты с двухскатной крышей и фото внутреннего пространства приведены в статье) нужно придерживаться общего дизайна здания. Обязательно нужно составить подробный план кровельной системы, постройте максимально детальный чертеж с указанием всех размеров в масштабе. Рекомендуется опираться на стандартные размеры строительных материалов, которые выпускаются промышленностью. Например, нужно учитывать, что доски будут иметь стандартную длину – 4,5 или же 6 м.

При проведении отделочных работ вам также понадобятся данные, которые были получены на этапе проектирования. Ведь количество материала для обшивки стен можно вычислить, обратившись к данным о площади крыши. Все эти расчеты нужно произвести максимально точно, чтобы при изготовлении двускатной крыши с мансардой не оставалось большого количества «лишнего» стройматериала.

fb.ru

Расчет оптимального угла наклона двухскатных крыш

В современном частном строительстве двухскатные крыши пользуются большой популярностью, поскольку они просты в монтаже и экономичны по своей стоимости, а также их строительство может быть выполнено самостоятельно. Угол наклона двухскатных крыш является одним из показателей, как надежности, так и эстетической привлекательности будущего дома, поэтому при проектировании кровли ему отводится первостепенное значение.

Двухскатная крыша

Правильный выбор уклона скатов, выбранный с соблюдением строительных норм и технологических особенностей, позволит максимально обеспечить защиту строения от неблагоприятных погодных условий, а также оптимизировать финансовые затраты.

Вернуться к оглавлению

Содержание материала

Определяем угол двухскатной крыши

Углом двухскатной кровли в строительстве принято понимать наклон между линией стропильной ноги и горизонтальным уровнем, совпадающим со стеной здания. Измеряется он, в градусах.

Реже встречается процентное измерение величины уклона ската, которое вычисляется по формулам на основании соотношения сторон треугольника в процентном исчислении.

Вариант пологих скатов двускатной кровли

По величине уклона ската все крыши можно разделить:

Тип кровли	Диапазон углов в градусах
Плоские	0-5
Малоуклонные	6-30
Крутоуклонные	31 и более

Считается, что стандартная или классическая двухскатная крыша имеет уклон равный 45 градуса, однако такая конструкция требует более надёжного крепления, поскольку обладает повышенной парусностью и подходит не для каждой местности.

В практике строительства более распространены пологие кровли с углами, расположенными в диапазоне от 0 до 45 градусов. Исключение составляют лишь нижние части ломаной двухскатной крыши, в которой наклон составляет 60 более градусов.

Примеры крыш по разной величине уклона ската

Зачастую при строительстве владельцы выставляют уклон кровли, как говорится, «на глаз», руководствуясь исключительно эстетическими соображениями. Это является рискованным решением, поскольку не только увеличивает вероятность преждевременного износа, но и исключает возможность оптимизировать как полезную площадь подкровельного пространства, так и затраты на материалы.

Вернуться к оглавлению

Факторы, которые следует учесть при расчёте уклона скатов кровли

При проектировании общей конструкции двухскатного покрытия дома выбору оптимального уклона скатов необходимо уделить особое внимание, поскольку от этого будет зависеть как функциональность крыши, так и её надёжность.

Пример проект двускатной крыши

При этом нужно учитывать следующие факторы:

1. Тип кровельного материала. Разные типы кровельного материала

   
   Каждый тип кровельного покрытия отличается не только по технологии установки и весу, но и рекомендованными показателями минимального угла при установке, в том числе:

   Пример металлического кровельного материала для крыши

   

   
   

   Тип покрытия	Минимальная величина угла в градусах	Особенности
   Рубероид и другие рулонные материалы	4	Такой уклон допустим при укладке в три слоя. Для однослойного покрытия минимальное значение составляет 25 градусов.
   Мягкая битумная кровля	4	Верхнее ограничение составляет 15 градусов, поскольку при жаркой погоде есть вероятность сползания кровельного покрытия.
   Стальные фальцованные листы	5	Не рекомендуется делать такое покрытие на скаты с уклоном более 30 градусов.
   Ондулин	6	Для укладки на плоских крышах требуется сплошная обрешётка.
   Профлист	12	При минимальном показателе требуется дополнительная герметизация стыков
   Металлочерепица	14	Лучше укладывать на менее покатые скаты, чтобы исключить срыв покрытия ветром.
   Шифер	20	При меньшем наклоне возможно подтекание воды
   Натуральная черепица	22	Рекомендуется укладывать на более крутые скаты, чтобы снизить нагрузку на стропильную систему, поскольку черепица имеет значительный вес

   
   
   

2. Функциональное назначение подкровельного пространства.
   При устройстве двухскатной крыши естественным является желание максимально использовать подкровельное пространство и, как правило, там обустраивают жилое помещение. При различном наклоне скатов полезная площадь может различаться по высоте и ширине.
   Считается, что оптимальным решением для жилого помещение будет уклон, находящийся в диапазоне от 30 до 45 градусов.
   
   Надо отметить, что даже при таком наклоне площадь мансарды будет невелика. Альтернативным вариантом будет сделанная двухскатная крыша ломаного типа, которая позволяет максимально использовать подкровельное пространство.

   Чертеж крыши ломаного типа

3. Среднестатистическая снеговая нагрузка.
   Этот фактор также имеет немаловажное значение, поскольку залежавшийся на крыше снег после снегопада существенно увеличивает давление ,как на покрытие, так и на стропильную систему и повышает вероятность обрушения кровли.
   Для местности с обильными снегопадами рекомендуется устанавливать кровли с уклоном 35-40 градусов. Актуальным углом будет и наклон в 45 градусов, поскольку при таком расположении ветром сдувается снеговое покрытие, такие кровли называются самоочищающимися. Связь угла наклонной крыши и количества снега на ней
   

4. Ветровые метеоусловия.
   Расположение дома на участке в открытой местности с сильными ветрами требует снижения показателя угла, чтобы уменьшить парусность кровли и исключить срыв кровельного покрытия.
   С другой стороны, чересчур маленький уклон повышает опасность отрыва всей стропильной системы от строения.
   Поэтому рекомендованный наклон углов, для домов, строящихся в зонах повышенных ветров и ураганов, составляет 30-42 градуса.

   Ветровая нагрузка на крышу

Надо отметить, что кровля с крутыми скатами по стоимости будет обходиться дороже, чем с пологими. Однако решающим значением при выборе уклона должны быть технические характеристики, поскольку именно они влияют на безопасность и долговечность строения.

Вернуться к оглавлению

Расчёт угла двухскатной кровли

Для того чтобы вычислить оптимальный угол наклона двухскатной крыши необходимо выполнить следующие действия:

1. Собрать воедино следующую информацию:
2. На основании данных первых двух пунктов определяем возможный диапазон расположения углов.

   Возможный диапазон угла крыши

3. На основании длины стены и используя математические формулы, выполняется расчёт высоты конька здания при минимальном и максимальном угле диапазона.

   Угол наклона отображен через отношение высоты конька и половины ширины здания

4. Окончательный показатель уклона определяется исходя из организации подкровельного пространства, при этом нужно учесть, что:

Проанализировав все полученные данные, можно принять решение, какой будет оптимальный угол для двухскатной крыши конкретного дома. Видео-урок по нахождению высоты и наклона крыши.

Вернуться к оглавлению

Вычисление угла нестандартной двухскатной крыши

Виды двухскатных кровель не ограничиваются только классическим типом или тем, который с фронтона образует равнобедренный треугольник и скаты имеют одинаковый уклон.
Другими типами, имеющими более сложную конструкцию, но для которых также актуален расчёт угла наклона сторон, являются:

Для проектирования сложной крыши онлайн — калькулятор будет оптимальным способом рассчитать угол уклона каждого из скатов, поскольку позволяет быстро вычислить и оптимизировать этот показатель на основании вводимых данных, таких как:

В зависимости от типа кровли и программы данные, необходимые для ввода, могут отличаться наличием дополнительных параметров.

Достоинством применения онлайн — калькуляторов является то, что изменяя вводимые параметры можно выбрать оптимальный вариант для конкретного строения.

Если же делать расчёт сложной кровли вручную, то необходимо принимать во внимание следующие основные моменты:

1. Ломаная кровля.
   Основное предназначение кровли такого типа это увеличение полезной площади подкровельного пространства, которое обеспечивается более крутыми нижними скатами и пологой верхней частью.
   Оптимальными углами для мансардной крыши считается соотношение 30 градусов для верхней части и 60 градусов для нижних сторон. Такое сочетание наклонов делает двускатную ломаную кровлю эстетически привлекательной и функционально удобной. Примеры двускатной ломаной крыши

   
   

2. Крыша с разной длиной скатов.
   Зачастую к такому варианту прибегают, когда необходимо разместить под одной крышей помещения разного функционального назначения, например, проект жилого дома и веранды, при этом уклон более длинного ската будет намного меньше, чем короткого.
   В этом случае целесообразно выполнить расчёт короткого ската по стандартной методике, а угол второй из сторон вычислять математически на основании высоты конька и длины от точки, соответствующей проекции конька, до места окончания ската.
   Крыша с разными углами требует внимательного подбора кровельного покрытия, чтобы оба угла наклона крыши находились в допустимом диапазоне конкретного материала. Если это не представляется возможным, то необходимо расположить постройку на местности так, чтобы более длинный скат был с подветренной стороны, при этом рекомендуется ориентироваться на данные метеослужбы о розе ветров на данной территории. Примеры крыши с разной длинной скатов

   

3. Разно уровневые. Такое строение двухскатной кровли в последнее время становится все более популярным, поскольку оно расширяет возможности организации внутреннего пространства, а также позволяет максимально задействовать технологии энергосбережения. Пример крыш с разноуровневым скатом

   Можно выделить два типа разно уровневых покрытий:

   • с одинаковым уклоном скатов;
   • с разными углами наклона.

   Принцип расчета для любого из типов является таким же, как и в предыдущих вариантах.

Многообразие вариантов конструкций двухскатных сложных крыш предполагает гибкий подход при вычислении уклонов скатов в каждом отдельном случае, но принципы расчетов должны оставаться неизменными.

Примерны оформления мансардного этажа разных типов двухскатной крыши

Таким образом, угол двухскатной крыши является немаловажным показателем при проектировании кровли, поскольку от этого будет зависеть долговечность и безопасность постройки.

Корректно просчитанная крыша своими руками будет гарантией будущего комфорта, а также оптимальных финансовых затрат на строительство.

proekt-sam.ru

Оптимальный угол наклона двухскатной крыши: порядок расчета пошагово

Фундамент и крыша – два самых важных и сложных по расчетам архитектурных элемента любого здания. Несущие элементы крыши – стропильная система, а ее показатели во многом зависят от угла наклона скатов. Обыкновенные застройщики выбирают оптимальный угол наклона крыши, исходя из иных критериев, чем проектировщики.

Оптимальный угол наклона двухскатной крыши

Содержание статьи

По каким критериям выбирают угол застройщики

Их не совсем интересуют расчеты на прочность несущих узлов, им малоинтересно влияние угла наклона двухскатной крыши на стоимость и сложность стропильной системы и т. д.

На что обращают внимание обыкновенные застройщики?

Параметры выбора угла наклона крыши	Краткое описание
Внешний вид	Каждый владелец желает иметь красивый дом со своими индивидуальными отличиями. На внешний вид дома большое влияние оказывает угол наклона скатов. Архитекторы имеют свои требования к зданиям, дома должны органично вписываться в стиль уже существующих строений. Особенно строго к этому параметру относятся, когда дом располагается в пределах города. Довольно часто органы местного самоуправления принимают решения, запрещающие нарушать традиционный архитектурный вид. Нельзя, к примеру, строить дом с углом наклона крыши 45°, если на этой улице все строения имеют наклон не более 20°.
Используемые кровельные покрытия	Этот фактор оказывает очень незначительное влияние на оптимальный угол. Кровельные материалы имеют лишь общие рекомендации по монтажу на плоских и наклонных крышах. Плоские крыши имеют угол наклона скатов менее 10°, все конструкции с углом наклона, превышающим эти значения, считаются наклонными. Технология монтажа кровельных материалов с углом наклона 15° ничем не отличается от технологии кровельных работ на скатах с наклоном 45°. Есть, правда, ограничение для штучной черепицы, ее можно устанавливать на крышах с углом наклона не менее 22°.
Назначение чердачных помещений	Чем больше угол наклона скатов, тем выше чердачные помещения. Такие крыши строятся для зданий с мансардами. На этот фактор застройщики обращают большое внимание, но не все так просто, как может показаться на первый взгляд.

Эти пожелания архитекторами принимаются во внимание во время проектирования и расчета элементов стропильных систем. Но к ним добавляется еще довольно большое количество чисто инженерных факторов, оказывающих решающее влияние во время расчетов параметров стропильной системы. И угол наклона скатов среди них не единственный, все значения зависят друг от друга и не могут не учитываться при разработке проекта.

Как выбирают оптимальный угол проектировщики

Расчеты делаются на основании СНиП 2.01.07-85. Размещаемые нормы используются во время расчетов с учетом постоянно действующих, временных и особых нагрузок и их различных сочетаний.

СНиП 2.01.07-85. Файл PDF откроется в новой вкладке

Нагрузки и воздействия

Какие нагрузки принимаются во внимание при определении угла наклона крыши

Нагрузки делятся на несколько категорий в зависимости от продолжительности их воздействия: длительные, кратковременные и особые.

1. Длительные (постоянные) нагрузки на стропильную систему. К ним относится вес кровельных материалов, утеплителей, деревянных элементов стропильной конструкции. К этой категории следует относить нагрузки, возникающие вследствие тепловых расширений и изменений линейных размеров из-за изменений показателей относительной влажности пиломатериалов. Нормативные изменения температур определяются по формулам отдельно для отапливаемых и неотапливаемых помещений. Вес снегового покрова также считается длительной нагрузкой на стропильную систему и в обязательном порядке принимается во внимание во время определения оптимального угла наклона стропильных ног.

   Нагрузка на стропильную систему

   

   Снеговые нагрузки считаются длительными и принимаются в расчет

2. Кратковременные. На стропильную систему оказывает влияние вес рабочих, складируемых стройматериалов, масса специального оборудования и инструментов, используемых во время строительства, и ветровые нагрузки.

   Ветровые нагрузки на крышу

3. Особые нагрузки. Усилия, возникающие во время стихийных бедствий, землетрясений, взрывов, при резкой потере несущей способности одного или нескольких нагруженных узлов стропильной системы.

   В числе особых нагрузок — землетрясения и стихийные бедствия

Во время определения угла наклона крыши учитывается максимально возможное сочетание нагрузок. Оба эти параметра оказывают влияние на толщину и длину стропильных ног. Расчет стропильной системы и угла наклона скатов делается по предельным состояниям с учетом всех неблагоприятных факторов.

Максимальные прогибы и перемещение стропильных ног регламентируются без зависимости от их линейных размеров и не должны приводить к частичной разгерметизации крыши. Ко всем типам крыш, вне зависимости от угла наклона, выдвигаются такие условия:

• должна гарантироваться безопасная эксплуатация зданий;
• целостность конструкции не может нарушаться даже во время кратковременных пиковых нагрузок;
• внешний вид крыши не должен изменяться весь период эксплуатации.

Стропильная система должна выдерживать пиковые нагрузки без деформаций

При этом каждое требование должно выполняться вне зависимости от других. Предельные значения прогиба стропил ограничиваются с учетом эксплуатационных характеристик кровельных материалов. Если нормативные значения не оказывают заметного влияния на внешний вид, то они не корректируются.

Практический совет. Намного проще целостность кровельного пирога крыши обеспечивать не за счет увеличения прочности стропильной системы, а за счет использования специальных конструктивных компенсаторов.

Компенсатор усадки, скользящая опора

Цены на снегозадержатели

Снегозадержатель

Как рассчитать оптимальный угол наклона

Калькулятор по расчету высоты конька

Перейти к расчётам

Как уже указывалось, на угол наклона скатов оказывает влияние снеговая и ветровая нагрузки, общий вес кровельного пирога и масса стропильной системы. Если используются современные легкие утеплители, то их вес можно не учитывать.

Шаг 1. Расчет снеговой нагрузки. Предварительные условия зависят от нормативных показателей снеговой нагрузки с учетом климатической зоны расположения здания и коэффициента уклона скатов. Заметьте, не от величины наклона, а от ее коэффициента. Чем меньше угол наклона, тем меньше коэффициент. К примеру, если угол равняется 15°, то во время расчетов используется коэффициент 0,27, если угол наклона скатов равняется 45°, то коэффициент равен 1,0. Большой угол наклона существенно уменьшает давление снегового покрова на стропилины, и наоборот, чем он меньше, тем значительнее усилия действуют на стропила. Для регионов с высоким снеговым покровом оптимальный угол наклона скатов должен быть не менее 35°. За счет этого уменьшается высота задерживаемого кровлей снега, он быстрее сходит. Кроме того, в таком положении на стропила действуют не только усилия на изгиб, но и на сжатие. А пиломатериалы намного лучше работают на сжатие, чем на изгиб. Увеличение оптимального угла наклона дает возможность уменьшать линейные размеры нагруженных элементов, что оказывает благоприятное влияние на общую стоимость стропильной системы.

Снеговая нагрузка

Как измеряется угол наклона

Практический совет. Узнать коэффициент угла можно самостоятельно при помощи рулетки. Измерьте высоту стропильной системы и разделите эту величину на половину ширины дома. Потом в таблице найдите ближайшее значение коэффициента, оно обозначает оптимальный угол наклона стропильной ноги.

Региональные значения нагрузок от ветра и снега указаны в СНиП 2.01.07-85, во время расчетов нужно пользоваться имеющимися в нем таблицами и рекомендациями.

Карта снеговых нагрузок

Файл для скачивания. Нагрузки и воздействия

СНиП 2.01.07-85

Схемы распределения нагрузки и величина коэффициента указаны в таблицах нормативного документа. Если они возникают лишь на части поверхности крыши, то нужно брать значения, действующие на половине пролета стропильной системы. В этом случае допускается использование упрощенных схем, но угол наклона ската всегда должен учитываться.

Шаг 2. Расчет ветровой нагрузки.

Ветровая нагрузка

В этом случае угол наклона скатов оказывает противоположное влияние. Чем он больше, тем выше парусность (аэродинамическое сопротивление) строения, соответственно, тем больше максимальные нагрузки ветра. Инженерам надо выбрать оптимальную середину, угол наклона скатов влияет на многие параметры строения. Усилия зависят от нормативных значений давления ветра в каждой климатической зоне. Дополнительно используется аэродинамический коэффициент. Он учитывает конкретную местность расположения строения (на открытой стройплощадке, в черте города и т. д.), высоту и парусность (коэффициент аэродинамики) дома.

Принимается средняя скорость за три самых холодных месяца, именно в этот период возможны максимальные усилия на стропильные ноги. При этом нагрузка от ветра должна приниматься как сумма давления на внешнюю поверхность, силы трения, направленных по касательной линии к кровельным материалам и нормального давления на внутренние элементы крыши.

Карта ветровых нагрузок

Коэффициенты аэродинамического сопротивления устанавливаются отдельно для внешнего давления, силы трения о поверхность крыши, парусного сопротивления и внутреннего давления. Для скатных крыш с углом наклона не более 25° используется коэффициент 2,0. Отдельно рассчитывается стропильная система по показателям пульсирующего давления, возникающего при сильных порывах ветра.

Шаг 3. Масса кровельных материалов. Чем тяжелее кровля, тем больше нагрузки действуют на стропильную систему. Для одинаковых по толщине и ширине стропильных ног нужно увеличивать угол наклона, в таком положении возрастают продольные усилия и уменьшаются перечные. А именно критических поперечных усилий больше всего боится стропильная нога. Но лишь по этому критерию выбирать оптимальный угол наклона нельзя, мы уже упоминали, что следует учитывать все факторы, и не только инженерного, но и дизайнерского характера. При расчетах берите вес кровельного материала с учетом его особенностей, весом обрешетки и утеплителей можно пренебречь, но вес стропил учитывается.

Масса кровельных материалов

Нагрузка на стропила с зависимости от материала кровли

Важно. Если крыша будет покрываться мягкими кровельными материалами, то алгоритм расчет веса немного меняется. Под мягкие покрытия обязательно делается сплошная обрешетка из плит ОСП или фанеры толщиной не менее одного сантиметра. Такие материалы имеют большую массу и оказывают заметное влияние на общий вес кровельного покрытия, это нужно в обязательном порядке принимать во внимание.

Шаг 4. Определение суммарной нагрузки на крышу. Заключительный показатель нагрузки, оптимальный угол наклона скатов двухскатной крыши во многом зависит от его значений. Общая нагрузка определяется суммированием всех ранее рассчитанных усилий.

Определение суммарной нагрузки на крышу

Для повышения надежности здания инженеры всегда делают закругления полученных параметров в сторону увеличения. Дело в том, что рассчитать до килограмма величину нагрузок даже теоретически невозможно, не говоря уже об упрощенных практических расчетах. В связи с этим при первой возможности принимаются меры для обеспечения запаса прочности и устойчивости несущих конструкций строения.

Расчет стропильной системы

К сведению. В московском регионе крыша площадью 100 м2 должна выдерживать нагрузку примерно 30 тонн. Это очень большие усилия, вот почему выбор оптимального угла наклона имеет такое большое значения с инженерной точки зрения. Если во время расчетов будет допущена ошибка, то возможен прогиб стропил или полное разрушение конструкции. Прогиб стропильной системы обязательно станет причиной нарушения герметичности кровли и появления протечек, их устранение сложный и длительный процесс. Полная потеря устойчивости крыши – аварийная ситуация со всеми крайне негативными последствиями. В деревянных домах одномоментное разрушение крыши может сдвинуть несущие стены, что еще более усугубит ситуацию.

Как учитывается угол наклона при расчете стропильной системы

Расчет состоит из нескольких этапов, каждый имеет свои требования и учитывает определенные условия.

Шаг 1. Расчет нагрузки на погонный метр стропильной ноги. Мы уже упоминали, что от показателей угла наклона во многом зависит распределение усилий. Стропильная нога условно принимается за балку с двумя или несколькими точками упора, от угла наклона зависят значения продольных и поперечных усилий. Каждое отдельное усилие определяется после построения эпюры как катет прямоугольного треугольника. При этом угол наклона играет важную роль, именно его значение синусов, косинусов и тангенсов используются для определения нагрузок.

Разложение нагрузки на стропила на вертикальную и горизонтальную составляющие

Для расчета суммарной нагрузки нужно расстояние между точками упора стропильных ног умножить на расстояние между стропильными ногами и на суммарную нагрузку. С учетом значения этой силы строится эпюра. Но на практике расчеты по эпюрам не нужно делать, в СНиПе есть таблицы с готовыми данными.

Практический совет. Во время выбора оптимального угла наклона двухскатной крыши нужно добиваться, чтобы за счет увеличения продольных уменьшались поперечные усилия. То есть, по возможности увеличивать угол наклона скатов.

Шаг 2. Определение площади сечения пиломатериалов, используемых для изготовления стропильных ног. Это очень важный этап расчетов. Исходные данные надо брать из ГОСТа 24454-80, прочность материалов дана с учетом вида древесины. Для стропильных ног универсальными считаются доски толщиной 50 мм, ширина подбирается в зависимости от ранее рассчитанных нагрузок.

Таблица размеров и других параметров стропил

ГОСТ 24454-80. Файл для скачивания

Пиломатериалы хвойных пород

С учетом величины угла наклона по формулам рассчитывается ширина доски, исходные данные – толщина стропилины.

Оптимальный шаг и сечение стропил под металлочерепицу

Имейте в виду, что максимальная длина стропилины – это не общая длина, а расстояние между соседними упорами. Упорами смогут быть как вертикальные стойки, так и раскосы или различные стяжки.

Элементы стропильных систем

Еще раз напоминаем, что во время расчетов параметров стропилины надо брать максимальное расстояние, одна нога может иметь несколько опорных точек. Этот общий подход используется для расчетов на прочность любых конструкций, всегда берется самое слабое и наиболее нагруженное место. Только так можно с достаточным запасом прочности и устойчивости спроектировать стропильную систему.

Во время непосредственного строительства кровельщики могут увеличивать количество упоров или уменьшать расстояние между ними и за счет этого дополнительно повышать устойчивость конструкции. Но категорически запрещается уменьшать количество опорных элементов или увеличивать расстояние между опорными точками. Такие действия обязательно приведут к деформации крыши. Она может случиться как сразу после окончания кровельных работ, так и через несколько лет после начала эксплуатации здания.

Монтаж стропильной системы двухскатной крыши должен производиться по проекту

На основании расчетов определяется минимальная ширина доски для стропил при толщине 50 мм с учетом оптимального угла наклона скатов. Это значение никогда не будет стандартным, окончательно выбирать доску нужно с запасом по ширине. К примеру, если у вас получилось 90 мм, то доску надо брать 100 мм, если 120 мм, то ширина стропильной ноги должна быть 150 мм. За счет такого подхода компенсируется возможное уменьшение прочности пиломатериалов. Дело в том, что в мире не существует двух досок с полностью одинаковыми свойствами. На механическую прочность оказывает влияние огромное количество факторов, не поддающихся расчетам. Никто не знает, сколько именно трещин или сучков будет иметь доска на расчетном участке, есть ли заболонь или иные пороки развития древесины, как она сушилась, какие допуски по толщине и ширине и т. д.

Еще один момент – одна и та же доска изменяется свою прочность в зависимости от влажности, температуры наружного воздуха и времени эксплуатации.

Деформация древесины

Мера усадки и деформации симметричной доски зависит от распиловки

Цены на различные виды бруса

Брус

Как влияет угол наклона на длину стропильных ног

Имея оптимальный угол наклона крыши строителям надо рассчитать длину стропильных ног и высоту вертикальных стоек. Сделать это можно при помощи калькулятора. Рассмотрим пример расчета, так будет легче понять алгоритм действий. Как узнать интересующие параметры стропильной системы, зная угол наклона скатов?

Шаг 1. Нарисуйте на бумаге прямоугольный треугольник. Горизонтальный катет должен равняться половине ширины дома. К примеру, если ширина строения 8 м, то длина катета будет 4 м.

Схема треугольника

Шаг 2. Умножьте длину катета на тангенс угла наклона крыши. Обе величины нам известны. Если угол наклона 35°, то второй катет имеет размер 2,8 м. Это высота вертикальной стойки стропильной системы. Теперь нужно вычислить длину стропил.

Умножьте длину катета на тангенс угла наклона крыши

Шаг 3. Разделите длину нижнего катета (4 м) на косинус 35°. В нашем случае длина стропильных ног буде равна 4,88 м. Если с косинусом работать сложно, то длину гипотенузы можно узнать с помощью теоремы Пифагора. Сумма квадратов катетов равняется квадрату гипотенузы.

Разделите длину нижнего катета (4 м) на косинус 35°

Указание размеров на чертеже

К полученному значению длины стропилины следует добавить размер свеса, он зависит от архитектурных особенностей строения.

Стропильная система по указанным вычислениям

Наращивание стропильных ног и свесы

Практические советы

Инженерные расчеты параметров стропильной системы делают только специализированные проектные компании с лицензиями и допусками. Самостоятельно работы выполнить сложно, для этого нужно иметь инженерное образование. Что советуют опытные строители с большим практическим стажем?

1. Оптимальный проектный угол наклона крыши можно изменять лишь в сторону его увеличения. Такие изменения уменьшают нагрузку на элементы стропильной системы и не могут стать причиной нарушения устойчивости конструкции.

   Угол наклона крыши

2. Нередки случаи, когда уже во время строительства заказчики по тем или иными причинам требуют внести изменения в проектную документацию. Можно принимать их пожелания во внимание только в тех случаях, когда изменения не оказывают негативного влияния на устойчивость стропильной системы. Если необходимо уменьшить расчетный угол наклона, то необходимо увеличивать ширину досок или устанавливать дополнительные распорки. Первый вариант не уменьшает чердачное пространство, используется часто.

   Если необходимо уменьшить расчетный угол наклона, то необходимо увеличивать ширину досок или устанавливать дополнительные распорки

3. Никогда не надо компенсировать изменение угла наклона крыши за счет изменения расстояния между стропильными ногами. В соответствии с современными нормативными требованиями шаг стропильных ног учитывает стандартную ширину утеплителей. Если его изменить в ту или иную трону, то существенно усложниться процесс монтажа кровельного пирога теплых крыш для мансардных помещений.

   Укладка базальтового утеплителя между стропилами

Цены на минвату

Минвата

Оптимальный угол наклона крыши обязательно нужно иметь в виду во время обустройства водосточной системы и элементов для снегозадержания. Он в любом случае должен гарантировать нормальный стек дождевых и талых вод, минимизировать риски появление протечек из-за незначительных нарушений технологии кровельных работ.

Видео – Расчет дины стропил в зависимости от угла наклона крыши

krysha-expert.ru

Мансардная крыша своими руками чертежи с размерами

Мансарда в частном доме – идеальное решение по расширению жилой или полезной хозяйственной площади без достройки верхнего этажа. Обустройство мансарды в чердачном пространстве – это оригинальный и новый экстерьер дома, экономия энергии через уменьшение тепловых потерь в крыше, и увеличение жилой площади. Но большие размеры дома – не повод начинать работу по обустройству мансарды: нужно иметь фундамент с достаточным запасом прочности по весовой нагрузке, так как уже готовое чердачное помещение придется основательно переделывать.Готовая мансарда

 

 

Особенности мансарды

Основное, чем отличается мансарда от обычных помещений – в ней почти нет стен в привычном понимании, так как стенами служит доработанная стропильная система, сконструированная из множества наклонных кровельных поверхностей. Потому конструкция окна будет сильно отличаться – оно должно не препятствовать естественному освещению, и должно принимать на себя нагрузки в виде осадков и сильного ветра – воздействие погодных условий на наклонную крышу сильнее, чем на массивные элементы здания.

Важно! Регламент СНиП оговаривает, что площадь оконного проема не должна быть меньше, чем 10% поверхности пола в общем помещении. Поэтому при разделении чердачного помещения перегородками желательно в каждой новообразованной комнате также сделать окно.

Площадь окна мансарды

Проще, дешевле и быстрее смонтировать наклонное окон в кровле мансарды, чем делать под него специальный вертикальный выступ, нарушая расчеты конструкции. В любом случае оконный проем необходимо гидроизолировать или заказать окно с армостеклом и усиленным металлопластиковым профилем.

Преимущества установки мансардного окна наклонного типа:

1. Большой поток естественного света, сглаживающий светотени;
2. Нет необходимости кардинально переделывать форму крыши и менять ее рельеф;
3. Простая установка, посильная самому хозяину.

Мансардные окна

 

 

Степень освещенности зависит от площади проема, которая пропорциональна углу наклона кровли. Поэтому очевиден вывод: чем круче ломаная мансардная крыша, тем шире и выше должен быть оконный проем. Толщина металлопластикового профиля должна почти вписываться в расстояние между стропилами, чтобы было к чему крепить окно, не разрушая систему стропил. Если заказать более широкое окно, то придется делать усиленную перемычку, скрепляющую разрезанные в месте врезки окна стропила. При необходимости установки широкого окна нужно сначала подумать над вариантом монтажа двух небольших соседних окна, чтобы кровля оставалась цельной.Перемычки в мансарде для окна

 

При монтаже окна-дормер (слуховое вертикальное окно, требует выноса рамы за пределы мансарды) геометрические формы крыши нужно усложнять монтажом верхней и боковых ендов, также усложняется и укладка или монтаж кровельного покрытия. Готовую систему стропил гораздо сложнее при этом переделать, чем заложить в свой индивидуальный проект дома новое мансардное окно. Ендовы необходимо тщательно гидроизолировать, так как их расположение и геометрия относительно постоянных атмосферных воздействий делают эти места наиболее уязвимыми для проникновения влаги и холода. В регионах с среднегодовым высоким осадков рекомендуется над дормерами делать снегозадержатели. Но основное преимущество дормера – можно стоять рядом с ним в полный рост – перевешивает все устраняемые недостатки.

Утапливаемое в крышу окно делается, если через это окно организуется выход на балкон. В остальных случаях это малопривлекательный вариант: плохое естественное освещение, неоправданное усложнение геометрии крыши, большие трудозатраты с минимумом эффекта.Дормер в мансарде

 

Самый доступный вариант – окно в торце мансарды – дешевое и практичное решение, которое вполне реализуется без посторонней помощи.

Стропильная система мансарды

В индивидуальном строительстве дом с мансардой часто строят с ломаной крышей, хоть это и дорогостоящее решение. Ломаные мансардные крыши в силу своих особенностей конструкции намного увеличивают полезную площадь внутренних помещений мансарды. При одинаковой ширине фундамента дома и пола комнаты в такой мансарде будут иметь бо́льшую площадь за счет выступов и ниш, чем комнаты под крышей обычной конструкции.Мансардная стропильная система

Стандартная конструкция ломаной крыши позволяет опустить свесы карниза намного ниже, не только сделав экстерьер дома весьма оригинальным – такие свесы защищают стены и фундамент дома от ветра и влаги, направляя атмосферные осадки в сторону от жилья.

Чем сложнее ломаная крыша своими руками, тем сильнее зависимость надежности конструкции от материалов, из которых изготовлена кровля, от климатических условий, от толщины балок стропильной системы и других факторов. Классическая мансардная крыша своими руками чертежи которой приведены ниже, имеет соотношение наклона нижних скатов к полу в 60°, верхних скатов – в 30°.Классическая мансарда

 

СНиП оговаривает комфортную высоту потолков в мансардных комнатах – не менее 2 м. Поэтому схема с уклоном крыши в 600 вполне оправдана, а надежность конструкции обеспечивается более толстыми балками перекрытия и брусом стропил, чем при обустройстве обычной двускатной крыши.

При классическом построении мансарды сила ветра и нагрузки от веса снега на боках кровли с большим уклоном не учитываются. Снег будет накапливаться на верхней поверхности кровли, выполненной с наклоном 300-450. Чем больше угол наклона кровли, тем сильнее парусность крыши, поэтому в климатических с сильным ветром нужно строить крыши с маленьким уклоном, а это для обустройства мансарды представляет проблему – площадь дома в таких условиях должна быть довольно большой.

Схемы ломаных крыш

Каркас ломаной крыши конструируется из сосновых пиломатериалов первого или второго сорта. Для проведения расчетов регламентированы такие параметры, как сечение бруса и обрешеточных досок, размеры и вес кровли из различных стройматериалов, снеговые и ветровые нагрузки, шаг крепления стропил.Висячие стропила

 

Конструкция крыши с висячей стропильной системой оправдана, если у основания треугольника (на рисунке верхний) будет размер ≤ 4,5 м – это и определяет ширину мансарды. Если ширина получается больше, то обустраиваются наслонные стропила, которые крепятся на стене.

 

Как рассчитать крышу ломанного типа

Шаг между стропилами часто определяется шириной утеплителя – такое решение позволяет сэкономить на рулонных материалах, и расстояние между стропилами выбирается на 2-3 см меньше ширины материала утеплителя. Например, при ширине плиты минеральной ваты в 60 см расстояние между соседними стойками должно быть 57-58 см.Точки креплений в ломаной крыше

 

Доски стропильных ног также рассчитываются по ширине, исходя из параметров утеплителя. Для вентиляции слоев теплоизоляции нужно обеспечить вентиляционный просвет 20-30 мм, иначе накапливающийся конденсат вызовет гниение древесины, а затем – и порчу утеплителя. Для условий средней полосы толщина утеплителя может быть не больше 230-250 мм, поэтому минимальная ширина стропильных ног – 230 мм при толщине доски ≥ 50 мм. Чем больше ветровые, температурные и снеговые нагрузки в регионе, тем толще следует делать стропила.Ломаная крыша мансарды

 

Рекомендуем: Для экономии пиломатериалов утеплитель можно укладывать в двух направлениях: вдоль и поперек стропил, сделав между слоями тонкую и редкую обрешетку. При минимальной толщине плиты базальтовой ваты 100 мм можно использовать доску 50 х 150 мм, оставив на вентиляционный зазор 50 мм.

Монтаж мансардной крыши

Мауэрлат на мансардной крыше обустраивается стандартными приемами – крепление бруса к стене вязальной проволокой, анкерами или шпильками. Если дом брусовый или бревенчатый, то мауэрлатом может служить верхний венец сруба, пропитанный антисептиком и веществами, повышающими влагостойкость древесины.Крепление стропил на мауэрлате

Для мауэрлата в доме из ячеистого бетона сверху стен заливается монолитный армированный ростверк, а сам мауэрлат крепится к забетонированным в стену стержням. Для стен из кирпича или железобетона такой бетонный ростверк делать не нужно – материал стен сам по себе довольно прочный, и выдержит любые способы крепления стропильной системы. Нужно будет только сделать двухслойную гидроизоляцию по всему периметру дома, а брус мауэрлата сечением 150 мм обработать антисептиком.

Монтаж крыши

 

Для сборки элементов стропильной конструкции пользуются длинными гвоздями – 150-200 мм. По углам и на пересечениях несущих стен с внутренними перегородками дома лучше делать болтовые соединения, или использовать двухсторонние резьбовые шпильки. Также все пересечения элементов кровли рекомендуется дополнительно укреплять металлическими пластинами-накладками.Сборка элементов системы стропил

 

Монтаж стропильной системы мансарды можно осуществить двумя вариантами решений:

1. Сборка элементов на грунте, подъем готовых узлов конструкции наверх. В первую очередь крепятся вертикально угловые элементы, которые образуют будущие фронтоны. В пазы, сделанные в брусе мауэрлата на рассчитанном расстоянии, вертикально вставляются и жестко закрепляются остальные элементы стропильной конструкции. Для придания жесткости и правильной геометрии можно временно закрепить элементы распорками и укосинами, а после монтажа боковых балок, когда конструкция приобретет нужную жесткость, распорки можно снять;
2. Второй способ – последовательная сборка мансардной крыши на месте. Так работать эффективнее и удобнее, потому что при объемной системе стропил поднимать собранную крышу вручную будет проблематично – придется арендовать кран. После сборки конструкции укладываются балки перекрытия, к которым в пазы крепятся вертикальные брусовые стойки, а для жесткости и придания вертикальности системе устанавливаются временные укосины. Затем идет сборка верхних и боковых стропильных ног, такими же образом монтируются укосины и распорки.

Установка стропил верхних скатов

Последний этап – монтаж верхних балок, которые изготавливаются по шаблону, и в них сразу запиливаются пазы для стропил. Так как мансардная ломаная крыша не имеет конька, на брус посередине монтируются укосы, которые предназначены для фиксации верхнего треугольника крыши мансарды.

jsnip.ru

Стропильная система мансардной крыши: устройство, схемы, монтаж

Устройство мансардной крыши позволяет ощутимо увеличить полезную площадь и рационально организовать пространство малоэтажного дома. Однако ее строительство нередко пугает домашних мастеров слишком сложным и трудоемким процессом.

Опасаться не стоит, ведь результат обеспечит красивой крышей и удобными дополнительными помещениями. А для того чтобы итог работы радовал хозяина и домочадцев, нужно знать, по каким правилам сооружается стропильная система мансардной крыши, каким способом ее проще и лучше устроить.

При упоминании мансардных крыш мы моментально вспоминаем пятиугольную двухскатную конструкцию внушительных размеров над срубом, бетонными или кирпичными стенами. Зрительная память подсказывает, что у скатов ее непременно должен быть разновеликий уклон, т.е. нижняя часть крыши просто обязана быть намного круче, чем верхняя. Из-за разницы в углах наклона формируется выпуклый излом, подаривший крыше народное название «ломанной». Термин обоснованно перекочевал в технические определения мансардных сооружений. Он отражает суть привычного стандарта в устройстве, но с конфигурацией зачастую не имеет ничего общего. Несмотря на то, конструкция всех мансардных крыш в обязательном порядке включает две части, визуально их наличие не всегда можно определить.

Чисто по внешним показателям преобладающее количество мансардных конструкций можно разделить на:

• Треугольные крыши, нижняя и верхняя часть которых имеет равнозначный уклон. Внешне они напоминают традиционные двухскатные сооружения без изломов в плоскости скатов.
• Пятиугольные крыши со скатами, имеющими выпуклые углы. Эта категория ярко проявляет наличие в конструкции двух состыкованных частей.

В обеих указанных разновидностях стропильная система состоит из двух водруженных друг на друга ярусов. Нижнее сооружение формирует полезное пространство жилой мансарды высотой от 2 до 2,5м, чтобы перемещаться внутри него было не затруднительно. Второй ярус создает форму верха крыши, ему позволено быть произвольной высоты.

Варьируя угол наклона верхних и нижних стропильных ног, можно получить оптимальную на собственный взгляд форму крыши. Считается, что лучше всего выглядит пятиугольная мансарда, углы которой соприкасаются с воображаемой окружностью.

Отметим, что принцип строительства ломанной крыши подходит не только для двухскатных стропильных систем. Интерпретируя базовый метод мансарду можно организовать в вальмовых, односкатных, шатровых и прочих кровельных конструкциях.

Иногда под мансарду переделывают уже существующее сооружение, в возведении которого не использовалась «ломанная» технология. Однако эти крыши априори к мансардному разряду отнести нельзя. Правда, никто не мешает при достаточной мощности стропильных ног использовать ригели скатных стропильных систем в качестве потолочных балок, а опоры дополнительных прогонов в качестве бруса для обшивки мансарды.

Выяснили, что главный признак мансардной крыши это наличие двух смежных стропильных конструкций, соединенных в треугольник или пятиугольник симпатичной хозяину формы. В их строительстве используется типовые технологии сооружения стропильных каркасов для скатных крыш:

• Наслонная, согласно которой строят нижний ярус мансарды и используют в устройстве верхней части.
• Висячая. В соответствии с ней строят только верхнюю часть конструкции.

Если для упрощения разрез мансардной крыши разделить на две половины, внизу получится трапеция, а вверху треугольник. Наклонным сторонам трапеции разрешено быть исключительно наслонными, а сторонам треугольника наслонными и висячими.

«Классикой жанра» по праву считается пятиугольная схема стропильной системы мансардной крыши со стойками-подпорками, образующими стенки внутреннего помещения. Ее разрез условно делится на простейшие геометрические фигуры. В центре прямоугольник, по бокам которого расположены два зеркально развернутых прямоугольных треугольника, сверху равносторонний треугольник.

Стандартная мансардная конструкция

Наслонные стропила нижней части конструкции опираются внизу на мауэрлат, а верхней пяткой на правый или левый прогон. Часть каркаса мансардной крыши, венчающую сооружение, выполняют висячие стропильные арки. Их дополняют бабкой-подвеской посредине, если им предназначено перекрывать пролет более 3м. Бабку нельзя соединять с затяжкой арки врубкой, как опорную стойку. Ее работа заключается в предотвращении провисания затяжки – это не опора, а подвес.

Подпорки-стойки наслонных стропилин нижней части опираются через лежень на перекрытие. При необходимости увеличить устойчивость под подпорки монтируют подкосы. С лежнем и прогонами стойки соединяются врубками, места соединения дублируются металлическими уголками и зубчатыми пластинами. Если перекрытие бетонное, под лежень подстилается битумная гидроизоляция. Лежень может быть уложен не на перекрытие, а на кирпичные столбики или на выравнивающие доски. При устройстве мансарды по деревянному перекрытию можно вообще обойтись без лежня и врезать стойки непосредственно в балки.

На довольно крутые нижние части скатов мансардных крыш практически не действует снеговая нагрузка, осадки ведь на них не задерживаются. Однако у круто установленных стропилин есть другая беда – порывистые ветра будут стремиться перевернуть и сорвать крышу. Поэтому к креплению системы к мауэрлату отнестись нужно очень серьезно. В мансардной ситуации к стенам скрутками привязывается каждая стропилина, а не через одну, как у обычных скатных конструкций.

Способ выноса стропил за линию стены

Нередко бывает, что запланированная мансардная конструкция формирует слишком узкое внутреннее пространство. Его можно расширить путем выноса стропильных ног за пределы стен. Т.е. опираться стропильная нога будет не на мауэрлат, а на балки верхнего перекрытия. Этот случай по идее вообще не нуждается в мауэрлате. Зато усиливающие подкосы в схеме с выносом стропилин применяют беспрекословно, потому что под крайней частью боковых треугольников никакой опоры нет совсем.

Установку мауэрлата можно упразднить, а вот заливка монолитного ж/б пояса для крепления балок к кирпичным стенам весьма желательна. Балки перекрытия к монолитному поясу крепятся анкерами, в них врубаются опорные стойки максимум на 1/3 толщины бруса. Важный момент: вынос стропилин за стену просто обязан сформировать карниз для деревянных домов шириной не менее 0,5м, для бетонных и каменных минимум 0,4м.

Технология сооружения стропильной конструкции с выносом стропильной ноги за стену:

• Устанавливаем крайние балки перекрытия, определяющие контур карнизных свесов. Т.к. перекрытие будет нагруженным, сечение балок принимаем от 150×200мм. Если при укладке стартового бруса выявится, что стены не формируют идеальный прямоугольник, стремимся изменением положения балок исправить огрехи.
• По натянутым между закрепленными крайними балками шнуркам укладываем и фиксируем остальные бруски. Контролируем высоту и шаг укладки балок перед креплением. Расстояние между элементами перекрытия равно шагу между стропильными ногами. Для утепленных крыш оптимальный шаг установки стропилин 0,6м, потому что он равен ширине плиты теплоизоляции. Если стропила будут монтироваться с подобной частотой, их можно сделать из доски 50×150мм.
• От левого и правого края откладываем расстояние, равное длине короткого катета прямоугольного треугольника. В отмеченных точках аккуратно стамеской выбираем гнезда на треть высоты балки под крайние опоры.
• Изготовим опоры путем вытески шипов. Их нужно сделать по размерам выбранных гнезд. Для изготовления угловых опор подойдет брус сечением 100×150мм, из него же следует сделать две несущие опоры для фронтонных сторон крыши. Под рядовые стойки достаточно бруса 50×100 мм. Материал для опорных элементов должен быть длиннее проектной высоты на длину шипа, но лучше на 10см на случай ошибок при стеске.
• Устанавливаем угловые стойки и скрепляем их временными распорками. Соединяем стойки шнуркой.
• По шнурке отвесом выверяем в балках точки выборки гнезд под рядовые опоры и выбираем указанные отверстия.
• Устанавливаем рядовые стойки и две несущие опоры в центрах фронтонов мансарды.
• На установленные опоры укладываем прогоны – доски сечением 50×150мм. Крепим прогоны уголками. Необязательно использоваться столько же гвоздей, сколько в уголках отверстий. Достаточно двух-трех на каждую плоскость. В результате укладки доски получается каркас стен будущей мансарды.
• Соединяем установленные друг против друга опоры брусками, прикрепив их к прогонам уголками. Эти элементы будут выполнять функцию ригелей, работающих на растяжение. Потому для их изготовления потребуется пиломатериал 1го сорта сечением 100×150мм. Под каждый установленный ригель нужна временная опора из дюймовки 25×150мм.
• Сверху ригели временно скрепляем все той же дюймовкой, отступив от краев каркаса 20-30см. Временный редкий настил из одной-двух-трех досок нужен для удобства монтажа верхней части стропильной системы.
• Делаем из дюймовки шаблон для стропилин нижнего ряда. Для этого прикладываем доску-заготовку к торцу прогона и балки. Затем очерчиваем линии пазов, вдоль которых предстоит отпилить излишки. Примеряем, при необходимости подтесываем излишки.
• По шаблону изготавливаем стропильные ноги. Если есть сомнения в безупречности строительства, то выпилить для начала лучше только верхний паз. Поместив стропилину на положенное ей место, можно будет потом скорректировать нижний паз по факту без нежелательной порчи материала.
• Устанавливаем торцовые стропильные ноги, которые нужно будет опять соединить шнуркой.
• Ориентируясь на шнурку монтируем стропильные ноги нижнего яруса мансарды.
• Аналогично изготавливаем шаблон для верхней части стропильной системы. Для того чтобы найти линию верхнего спила, временно нашиваем на фронтонную опору доску.
• Делаем зеркального собрата для предыдущего шаблона. Опираться стропила верхнего яруса будут друг в друга.
• Примеряем оба шаблона на крыше. Если все в норме, изготавливаем по ним требующееся количество верхних стропилин из доски 50×150мм.
• Сооружаем верхний ярус стропильной системы.
• Для того чтобы ригели не провисали, монтируем к каждой верхней ферме бабки требующегося размера. Жестко пришиваем их только к коньковой зоне, низ не должен быть жестко закреплен.

Дальше стропильные ноги прикручиваются к стенам проволочными связками. Затем устанавливается каркас фронтона, по которому его нужно обшить. В завершении монтируется обрешетка с шагом, соответствующим характеристикам кровельного материала.

Метод с каркасными модулями

Технология отличается от предыдущего способа тем, что на перекрытие устанавливаются не отдельные опоры, а полностью подготовленные к креплению модули-блоки боковых стен будущей мансарды.

Блочный метод устройства стропильной системы позволяет оптимизировать строительство мансардной крыши, потому что сооружение модульных элементов производится на земле. В спокойных условиях без ощущения высоты достичь точности узловых соединений легче.

Процесс устройства блочной мансардной крыши:

• По заранее сделанному проекту изготавливаем рамы стенок мансарды. Продольные брусья по этой методе играют роль прогонов и лежней. Их вместе со стойками раскладываем на ровной площадке и отмечаем при помощи угольника гнезда под опоры боковых стен. По отмеренным линиям делаем пропилы.
• Вырезаем на стойках шипы, размер которых обязан соответствовать размерам гнезд.
• Соединяем продольный брус с вертикальными стойками, получаем две модульных рамы – это стенки мансарды.
• Поднимаем рамы наверх, устанавливаем на предназначенное место. Временно фиксируем положение стенок распорками, затем прикрепляем их к балкам перекрытия скобами.
• Стамеской выбираем на краях балок гнезда для установки нижнего ряда стропил. Расположить их надо в одну линию. Чтоб соблюсти геометрию проще сначала наметить их бензопилой, потом доработать стамеской.
• Верхний стропильный ярус мансарды выполняем на земле, примерив предварительно заготовки к установленным элементам. Для точности подгонки к торцу будущей крыши временно прибиваем доску так, чтобы один ее края четко повторял центральную ось стропильной системы. Основание верхнего мансардного треугольника выполняет функцию растяжки. Длина его равняется расстоянию между наружными вертикальными плоскостями установленных рам. По краям растяжки выбираем гнезда, а на нижних пятках стропилин шипы.
• Собираем стропильные фермы верхнего яруса, для надежности монтируем дополнительный ригель, коньковый узел усиливаем треугольной леревянной накладкой.
• Пока не переместились на крышу, делаем заготовки стропильных ног. Примеряем их к разложенным на земле рамам. «Раскроить» их удобнее одним махом, прихватив несколько штук струбциной. Выпиливаем только верхний скос с учетом того, что опираться он будет частично на стойку стенки, частично на растяжку верхних стропильных ферм.
• Примеряем нижнюю стропилину к торцу. Прорисовываем в зоне ее нижней пятки форму шипа, повторяющую конфигурацию гнезда в балке. Выпиливаем шипы.
• Перемещаем на крышу фермы верхнего яруса и стропильные ноги нижнего яруса. Монтируем сначала фермы, прикрепив их к верхней обвязки стенок скобами, затем стропила нижней части, прикрепив их к балкам перекрытия все теми же скобами.

Последующие этапы строительства крыши выполняются по стандартным правилам. Подробно ознакомят с описанными принципами сооружения стропильной системы чертежи для мансардной крыши, наглядно представляющие конструкцию. Благодаря производству соединений врубкой вполдерева увеличивается прочность и жесткость каркаса в целом, что позволит не монтировать дополнительные подкосы.

Минус метода заключается в том, что готовые модули довольно тяжело транспортировать на крышу. Чтобы перенести туда собранные блоки без применения грузоподъемной техники потребуется минимум 4 человека.

Дощато-гвоздевая стропильная система

Строить мощную мансарду над небольшими дачными домиками нецелесообразно, но сэкономить место на малогабаритном участке все же хочется. Для хозяев небольших строений есть отличный вариант – легкая дощато-гвоздевая наслонная конструкция. Способ должен понравиться приверженцам экономии, потому что в сооружении не используется цельный брус.

Для изготовления каждого из опорных элементов используются две доски, между которыми установлены дистанционные отрезки бруска. Формируемая брусками полость объясняет, почему система легка в сравнении с цельными собратьями. Для обеспечения пространственной жесткости устанавливаются ветровые схватки, соединяющие опоры со стропильными ногами. Свой вклад в усиление конструкции в свою очередь внесет обрешетка.

Для успешного результата работы очень желателен проект. Не факт, что представленные чертежи с размерами подойдут для обустройства конкретного дома. Типология в строительстве сейчас совсем не приветствуется. Если нет вообще никакой документации, лучше сделать хотя бы набросок будущей крыши, не забывая о высоте потолков в мансардном помещении. При этом:

• Следует соблюдать пропорции, ведь слишком большая мансарда может превратить небольшой дом в несуразную, похожую на гриб постройку.
• Нужно помнить, что нижняя часть мансардной крыши строится с использованием наслонных стропильных ног, а они оптически занижают свес и перекрывают верхнюю часть высоко расположенных окон. Ощутимого эффекта нависания не будет при устройстве мансарды по схеме с выносом стропил.
• Не стоит забывать, что высота мансардного помещения обязана обеспечить свободу передвижения. Именно этот ориентир требуется для правильного определения высоты стоек мансардных стенок.

Подобрать наилучшие пропорции крыши можно народным шаблонно-макетным способом. Согласно ему на ровной просторной площадке раскладываются бруски или доски, повторяющие контур строения в реальную величину. Меняя углы, передвигая составляющие, можно добиться оптимальной конфигурации. Элементы нужно зафиксировать гвоздями и тут же померить длины балок, стропил, затяжек, стоек. Полученные размеры помогут в изготовлении шаблонов.

Расчеты и планировку стропильной системы под мансардную крышу продемонстрирует видео:

Приведенные нами базовые варианты и схемы устройства мансардной стропильной конструкции помогут определиться с выбором оптимального типа стропильной конструкции.

krovgid.com